CA6140車床撥叉831002加工工藝編制及鉆孔夾具設(shè)計(jì)（鏜、鉆、攻螺紋3套夾具）,ca6140,車床,加工,工藝,編制,鉆孔,夾具,設(shè)計(jì),螺紋,羅紋 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目：CA6140車床撥叉831002加工工藝編制及夾具設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：根據(jù)零件圖，制訂年產(chǎn)5000臺(tái)CA6140車床撥叉的加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)。要求綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行多種方案比較，確定最佳工藝路線，編制該零件的合理的加工工藝過程，選擇各加工工序的合理的切削用量，計(jì)算各工序定額，填寫加工工藝卡片； （1）、說明書主要內(nèi)容：1) 撥叉工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、專用夾具定位方案確定與定位精度分析及夾緊力計(jì)算等相關(guān)設(shè)計(jì)、分析結(jié)果，外文翻譯3000字左右，共計(jì)1.5~2萬字； （2）、設(shè)計(jì)圖紙主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)3~4套專用夾具，要求每套專用夾具繪制相關(guān)夾具裝配圖、零件圖以及填寫加工工藝卡片，折合0#圖紙3張； 三、設(shè)計(jì)目標(biāo)： 通過方案確定、設(shè)計(jì)計(jì)算，完成CA6140車床撥叉的加工工藝及主要工裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。按照工程技術(shù)規(guī)范要求，整理好技術(shù)資料，編寫出設(shè)計(jì)說明書。 指 導(dǎo) 教 師： 院（系）主管領(lǐng)導(dǎo)： 摘 要 在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對(duì)象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長(zhǎng)度，最后計(jì)算該工序的基本時(shí)間，輔助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間。 關(guān)鍵詞 工序 工藝 定位方案 Abstract Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Keywords The process worker one orient the scheme 目 錄 摘 要 Ⅰ Abstract Ⅱ 第1章 緒論 1 1.1選題的意義 1 1.2夾具的發(fā)展方向 1 1.3本章小結(jié) 3 第2章 撥叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 2.1零件的分析 4 2.1.1零件的作用 4 2.1.2零件的工藝分析 4 2.2確定生產(chǎn)類型 5 2.3確定毛坯 5 2.3.1確定毛坯種類 5 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 5 2.3.3繪制鑄件零件圖 6 2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7 2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 7 2.4.2制定工藝路線 8 2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 10 2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 10 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 11 工序10：粗銑Φ25H7的兩端面 11 工序20：鉆、擴(kuò)、鉸Φ25H7通孔 12 工序30：粗鏜下端Φ60H12孔 16 工序40：半精鏜下端Φ60H12孔 16 工序50：粗銑a、b面 17 工序60：鉆Φ20.50孔 19 工序70：攻M22×1.5螺紋 21 工序80：粗銑16H11槽 21 工序90：精銑16H11槽 22 工序100：銑斷Φ60H12孔 23 工序110：粗銑Φ60H12孔兩端面 24 工序120：精銑Φ60H12孔兩端面 25 2.6本章小結(jié) 26 第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 27 3.1鏜孔夾具設(shè)計(jì) 27 3.1.1問題的提出 27 3.1.2夾具的設(shè)計(jì) 27 3.2鉆孔夾具設(shè)計(jì) 30 3.2.1問題的提出 30 3.2.2夾具的設(shè)計(jì) 30 3.3本章小結(jié) 32 結(jié)論 34 致謝 35 參考文獻(xiàn) 36 附錄1 37 附錄2 49 37 第1章 緒論 1.1 選題的意義 當(dāng)人們談起制造行業(yè)中的發(fā)展時(shí)，很少談到工件夾具，但是在零件生產(chǎn)的基本領(lǐng)域，正吹著改革之風(fēng)。一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對(duì)夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對(duì)機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過程中對(duì)夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 如今，制造商們需要供應(yīng)商提供一步到位服務(wù)，他們要求世界范圍內(nèi)的當(dāng)?shù)毓?yīng)商能夠支持全球化生產(chǎn)。他們堅(jiān)持與供應(yīng)商保持并行生產(chǎn)過程開發(fā)。他們努力尋求各種以及所有可以降低其產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間的對(duì)策。那些制作夾具的人，必須采用與制作價(jià)值好幾百萬美元的加工中心的人們所采用的相同的規(guī)則，如今他們正在迎接這種挑戰(zhàn)。 1.2夾具的發(fā)展方向 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 一、 高精 隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對(duì)夾具的制造精度要求更高高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler（戴美樂）公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性夾具的重復(fù)定位精度高達(dá)2～5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。? 二、高效 為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1～2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó)Jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。? ????三、模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。 利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。? ????四、通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。 采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國(guó)demmeler（戴美樂）公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。 1.3本章小結(jié) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。 自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 第2章 撥叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床撥叉，撥叉是一種輔助零件，通過撥叉控制滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的接合。滑塊上面有凸塊，滑塊的凸塊插入齒輪的凹位，把滑套和齒輪固連字一起，使齒輪帶動(dòng)滑套，滑套帶動(dòng)輸出軸。擺動(dòng)撥叉又可以控制滑套與不同齒輪的結(jié)合與分離，達(dá)到換擋的目的，分析這種動(dòng)力聯(lián)接方式可知車換擋時(shí)要減速，這樣可以較少滑套與齒輪的沖擊，延長(zhǎng)零件的使用壽命。 2.1.2零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓，但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： CA6140車床撥叉的工藝分析 CA6140車床撥叉共有以下幾處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1.?以25孔為中心的加工表面。 該組加工表面包括：25H7的通孔，以及42的圓柱兩端面，其中主要加工表面為25H7通孔。 2.?以60孔為中心的加工表面 該組加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的兩個(gè)端面。 主要是60H12的孔。 3.?銑16H11的槽 該組加工表面包括：此槽的端面，16H11的槽的底面，16H11的槽兩側(cè)面。 4.? 以M22×1.5螺紋孔為中心的加工表面。 該組加工表面包括：M22×1.5的螺紋孔，長(zhǎng)32mm的端面。 主要加工表面為M22×1.5螺紋孔。 這幾組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： （1）60孔端面與25H7孔垂直度公差為0.1mm。 （2）16H11mm的槽與25H7的孔垂直度公差為0.08mm。 由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基 準(zhǔn)加工另外一組?？梢韵燃庸?5H7通孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此零件沒有復(fù)雜的加工表面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 2.2確定生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用夾具。 2.3確定毛坯 2.3.1確定毛坯種類 零件材料為HT200?；诣T鐵屬于脆性材料，故不能鍛壓和沖壓，但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 毛坯尺寸如下： 1.??外圓表面（φ42） 考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。 2. 外圓表面沿軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（25，60端面） 查表3.1～26。取25，60端面長(zhǎng)度余量均為2.5（均為雙邊加工。[1] 3. 內(nèi)孔（60已鑄成50的孔） 查表2.2～2.5，為了節(jié)省材料，取60孔已鑄成孔長(zhǎng)度余量為5mm，即鑄成孔半徑為50mm。[1] 4. 槽端面至中心線垂直中心線方向長(zhǎng)度加工余量 ? 鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。 5. 螺紋孔頂面加工余量 鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4 mm。 6. 其他尺寸直接鑄造得到 2.3.3繪制鑄件零件圖 圖2.1 零件毛坯圖 2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百 出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 ①粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基 準(zhǔn)。 根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取25 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)42與底面作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以壓板限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。其余以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)。 ②精基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的25通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以25通孔端面為輔助的定位精基準(zhǔn)。 2.4.2制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工藝路線方案一 工序 10 ?粗、鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25、60孔。 工序 20???粗、精銑60、25孔下端面。 工序 30? 粗、精銑25孔上端面。 工序 40 粗、精銑60孔上端面。 工序 50 銑螺紋孔端面。 工序 60 鉆20.5孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 工序 70攻M22×1.5螺紋。 工序 80??粗銑、精銑槽所在的端面。 工序 90 粗銑、精銑16H11的槽。 工序100?切斷。 工藝路線方案二 工序10 粗銑25H7兩端面，保證尺寸80。 工序20 鉆、擴(kuò)、鉸25H7通孔。 工序30 粗鏜60H12孔。 工序40 半精鏜60H12孔，粗糙度達(dá)到3.2。 工序50 粗銑a、b面。a面到25H7孔中心距為440-0.3，b面到25H7的中心距為36?。 工序60 鉆20.5垂直于25H7通孔。 工序70 攻M22×1.5螺紋。??? 工序80??粗銑16H11槽。 工序90 精銑16H11槽。 工序100切斷60H12孔. 工序110粗銑60H12孔兩端面，保證尺寸13。 工序120精銑60H12孔兩端面，保證尺寸12d11。 工藝方案的比較與分析： 以上兩個(gè)加工工藝方案進(jìn)行比較，方案一的加工工序比較集中，工序較少，但裝換刀具的輔助時(shí)間較長(zhǎng)，而且同時(shí)鉆兩個(gè)孔，還要保證加工精度，對(duì)機(jī)床設(shè)備要求較高，不適合大批量生產(chǎn)。方案二的加工工序比較分散，適合流水線生產(chǎn)，而且很多工序不用裝換刀具和重新對(duì)刀，極大的縮短輔助工時(shí)。而且加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，加工精度容易保證，綜合以上兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，而且又是大批量生產(chǎn)，考慮到工作效率及經(jīng)濟(jì)效益等原因，所以選擇方案二比較合適。 2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 ①機(jī)床的選擇 工序10、50、80、90、100、110、120用X62型臥式銑床 工序20、60、70采用Z535立式鉆床 工序30、40采用T68臥式鏜床 ②選擇夾具 該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 ③選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀或高速鋼銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。 2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下： 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工 序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.??外圓表面（42） 考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。 2. 外圓表面沿軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（25，60端面） 取25、60端面長(zhǎng)度余量均為2.5（均為雙邊加工）。[1] 銑削加工余量為： 粗銑2.5mm， 保證尺寸80mm 3. 內(nèi)孔（60已鑄成50的孔） 查表2.2～2.5，為了節(jié)省材料，取60孔已鑄成孔長(zhǎng)度余量為5，鑄成孔半徑為50mm。[1] 工序尺寸加工余量： 粗鏜50mm孔至59mm 余量為1mm 半精鏜至60H12mm 工序尺寸加工余量： 同上25鉆孔至22 余量為3mm 擴(kuò)孔至24.7mm 余量為0.03mm 鉸孔至25H7mm 4.槽端面至中心線垂直中心線方向長(zhǎng)度加工余量 鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。 工序尺寸加工余量： 粗銑端面3mm 保證槽端面，即a面至中心線尺寸440-0.3 mm 5.螺紋孔頂面加工余量 鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4 mm。 工序尺寸加工余量： 粗銑頂面?4 mm 保證頂面即b面到中心線尺寸36mm 6. 其他尺寸直接鑄造得到。 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 工序10粗銑Φ25H7兩端面 機(jī)床：X62型臥式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.5mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：查表2.1-85，取銑削速度：查表2.1-85，取?！?】 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)表2.1-85, 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工步輔助時(shí)間為：1.23min 工序20鉆Φ25H7通孔 工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉆頭為?22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆。 1.鉆?22mm孔 確定鉆削用量 （1）決定進(jìn)給量 根據(jù)表3.4-1可查出f=0.47~0.57mm/r,由于孔深和孔徑之 l/d=85/25=3.86。 ，故mm/r. 查Z535型立式鉆床說明書，取。 根據(jù)表3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量??。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)表3.4-4，允許的進(jìn)給量。 由于選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，故所選可用 （2）確定切削速度V、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T以及切削功率，用不同刀具材料進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔的V、F、T、均可按表3.4-8及表3.4-10進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計(jì)算得： ，F(xiàn)=4732N T=51.69，=1.25kw 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù)，故 查Z535型機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 。 由表3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù),故 （3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 = 機(jī)床有效功率為 （由Z535型機(jī)床說明書查出） 由于，故選擇的鉆削用量可用，即 相應(yīng)地 2.擴(kuò)孔 擴(kuò)孔鉆 選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆。 確定擴(kuò)孔切削用量 一 確定進(jìn)給量 根據(jù)表3.4-5，取。 根據(jù)機(jī)床Z535型說明書，取。 確定切削速度 根據(jù)表3.4-34.取。 由于切削速度與上表不同，切削速度尚需乘以修正系數(shù) 故 根據(jù)Z535機(jī)床說明書，取n=275r/min。實(shí)際擴(kuò)孔速度 3鉸孔 鉸刀 選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀。 確定鉸孔切削用量 一確定進(jìn)給量 根據(jù)表3.4-6查出，，按該表注4，進(jìn)給量取小值。 按Z535機(jī)床說明書取。 二 切削速度 根據(jù)表3.4-40查出取 切削速度修正系數(shù)由表3.4-9查出 故 根據(jù)Z535機(jī)床說明書，取n=100r/min,實(shí)際鉸孔速度 4各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，實(shí)際切削用量如下： 鉆孔： 擴(kuò)孔： 鉸孔： 5基本工時(shí)計(jì)算 鉆孔： 擴(kuò)孔： 鉸孔： 工序30粗鏜下端Φ60H12孔 機(jī)床：臥式鏜床T68 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度：，毛坯孔徑。 進(jìn)給量：查表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=4.5mm。因此確定進(jìn)給量。 切削速度：查表2.4-9取【3】 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 查表3.1-41取 實(shí)際切削速度： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工步輔助時(shí)間為：2.61min 工序40 半精鏜下端Φ60H12孔 機(jī)床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量 切削速度：參照表2.4-9，取【3】 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí) 工步輔助時(shí)間為：1.86min 工序50粗銑a、b面 機(jī)床：X62 刀具：高速鋼圓柱銑刀 齒數(shù) ①粗銑a面 銑削深度 每齒進(jìn)給量：根據(jù)表2.1-85，取 銑削速度：參照表2.1-85，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 實(shí)際切削速度，： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)表2.1-85, 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工步輔助時(shí)間為：2.03min【1】 ②粗銑b面 同樣的銑削深度 每齒進(jìn)給量：根據(jù)表2.1-85，【1】取 銑削速度：參照表2.1-85，【1】取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：， 取 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)表2.1-85, 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工步輔助時(shí)間為：1.52min【1】 工序60鉆Φ20.50孔 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：20.50直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 決定進(jìn)給量 根據(jù)表3.4-1可查出f=0.47~0.57mm/r,由于孔深和孔徑之 l/d=85/25=3.86。 ，故mm/r. 查Z535型立式鉆床說明書，取。 根據(jù)表3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量??。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)表3.4-4，允許的進(jìn)給量。 由于選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，故所選可用 確定切削速度V、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T以及切削功率，用不同刀具材料進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔的V、F、T、均可按表3.4-8及表3.4-10進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計(jì)算得： ，F(xiàn)=4732N T=51.69，=1.25kw 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù)，故 查Z535型機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 。 由表3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù),故 （3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 = 機(jī)床有效功率為 （由Z535型機(jī)床說明書查出） 由于，故選擇的鉆削用量可用，即 相應(yīng)地 鉆孔： 鉆孔： 工步輔助時(shí)間為：1.58min 工序70攻M22×1.5螺紋 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（） 進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量 切削速度：參照表2.4-105，取【1】 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工步輔助時(shí)間為：1.33min 工序80粗銑16H11槽 機(jī)床：X62型臥式銑床 刀具：高速鋼三面刃銑刀 切削深度： 根據(jù)表2.1-89有： 刀具的直徑D=80mm，刀具的齒數(shù) Z=10，刀具的寬度L=14mm。 查表2.1-89得： 進(jìn)給量,根據(jù)表2.1-89查得切削速度，【3】 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 機(jī)床工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： =42mm 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工步輔助時(shí)間為：1.92min 工序90半精銑16H11的槽 機(jī)床：X62型臥式銑床 刀具：高速鋼三面刃銑刀 刀具直徑D=80，齒數(shù)Z=10，寬度L=16。 切削深度： 根據(jù)表查得：進(jìn)給量,查得切削速度， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： =42mm 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工步輔助時(shí)間為：1.41min 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 工序100銑斷Φ60H12孔 機(jī)床：X62型臥式銑床 刀具：中齒鋸片銑刀 刀具直徑D=80mm，齒數(shù)Z=32，寬度L=4mm。 切削深度： 根據(jù)表查得：進(jìn)給量 切削速度， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按表3.1-74取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： =41mm 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工步輔助時(shí)間為：1.59min 工序110粗銑Φ60H12孔兩端面 機(jī)床：X62型臥式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為13)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：表2.4-73，取銑削速度：表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)表2.4-81, 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工步輔助時(shí)間為：1.57min 工序120精銑Φ60H12孔兩端面 機(jī)床：X62型臥式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：， ，齒數(shù)Z=25，為細(xì)齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=0.5mm 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：表2.4-73，取銑削速度：參照表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 取 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí) 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工步輔助時(shí)間為：1.94min 2.6本章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。 第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工此拔叉零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)鏜孔夾具、銑槽夾具及鉆頂面螺紋底孔夾具各一套 。 3.1鏜孔夾具設(shè)計(jì) 3.1.1問題的提出 本夾具是用來粗、精鏜此拔叉60H12的孔,并且與25H7孔的中心距由公差。因此在加工時(shí)不但要考慮加工精度還要考慮勞動(dòng)效率和經(jīng)濟(jì)效益。 3.1.2夾具的設(shè)計(jì) ①定位基準(zhǔn)的選擇 因?yàn)?5H7的孔與此60H12孔有公差要求,所以應(yīng)以這個(gè)長(zhǎng)通孔為主要定位基準(zhǔn)。由于鑄件的公差要求較大,利用60H12的孔的左側(cè)面作為輔助定位基準(zhǔn)。在大孔處采用移動(dòng)壓板對(duì)零件進(jìn)行夾緊。 ②定位元件及夾緊元件的選擇 據(jù)上面所述，，選擇孔為精基準(zhǔn)，鏜滿足加工要求，工件定位用底面、側(cè)平面、固定式定位銷、壓板和壓緊螺釘來限制六個(gè)自由度。 夾緊元件選用壓板，根據(jù)其夾具結(jié)構(gòu)選擇移動(dòng)壓板，其加緊可靠、操作方便。 ③切削力及夾緊力計(jì)算 鏜刀材料：硬質(zhì)合金鏜刀，機(jī)床為：T68 選擇刀具的幾何參數(shù)為： 1）粗鏜： 查表可得： 圓周切削分力公式：【12】 查表得： 取 ∴ 由表可得參數(shù)： ∴ ∴ 同理：徑向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： ∴ ∴ 軸向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： ∴ ∴ 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算， 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)【12】表可得： 所以，有： 2）半精鏜： 同理，圓周切削分力公式： 因?yàn)椋? ，則 所以，有： 當(dāng)夾緊力方向與切削力方向一致時(shí)，僅需要較小的夾緊力來防止工件在加工過程中產(chǎn)生的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。故該夾具采用移動(dòng)壓板夾緊機(jī)構(gòu)，為了方便操作，通過擰緊螺母將壓板壓緊工件。 ④誤差分析與計(jì)算 該夾具以一固定式定位銷和固定支承定位，要求保證孔中心與小通孔中心距的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 可知孔銷間隙配合的定位誤差為：【15】 ⑤夾具體設(shè)計(jì) 夾具體的設(shè)計(jì)參考鏜孔夾具體零件圖。 3.2鉆孔夾具設(shè)計(jì) 3.2.1問題的提出 本夾具主要用來鉆拔叉頂部螺紋孔的底孔。這個(gè)孔距右平面有尺寸精度要求為，與中心孔垂直。因?yàn)槲恢镁纫蟛桓?，也無需表面粗糙度要求，故再本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.2.2夾具的設(shè)計(jì) ①定位基準(zhǔn)的選擇 由零件分析，選擇用中心孔的固定式定位銷加上25H7孔的一面定位，就可以限制5個(gè)自由度，在由下面的大孔加個(gè)削邊銷就可以實(shí)現(xiàn)完全定位。 ②定位元件與夾緊元件的選擇 選用固定式定位銷、削邊銷進(jìn)行定位，使用移動(dòng)壓板通過螺栓進(jìn)行機(jī)械加緊。 ③切削力與夾緊力的計(jì)算 本夾具是鉆螺紋底孔，因此切削力為鉆削力。得： 軸向力F： 扭矩M： 式中： ∴ 如圖： 圖3.1 夾緊受力圖 夾緊力的方向在軸線上，與M產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩同軸，所以夾緊力F不需要太大，只要工件相對(duì)與夾具體沒有移動(dòng)就可以了。 ④夾具精度分析 利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。 由工序可知，本道工序只需鉆螺紋底孔，所以孔的精度無需考慮，只保證它垂直與中心孔就可以了。由于是立鉆，又是一面兩銷定位，在垂直方向可能存在偏轉(zhuǎn)（參見鉆孔裝配圖）。其計(jì)算同前面的計(jì)算相同。 轉(zhuǎn)角定位誤差為既是（由下的圖可知）： 圖3.2 轉(zhuǎn)角誤差分析圖 除了上面的誤差外，影響孔位置度的因素還有： 1）、鉆模板上裝鉆套的尺寸公差： 2）、鉆套與鉆頭配合的最大間隙： 3）、鉆套的同軸度公差： ∴綜合誤差為： 能滿足零件要求。 ⑤夾具體設(shè)計(jì) 夾具體的設(shè)計(jì)參考鉆孔夾具體零件圖。 3.3本章小結(jié) 在本章是對(duì)夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析其精確度的階段。重點(diǎn)在于選擇基準(zhǔn)面將零件如何定位、夾緊在夾具體上。在選擇基準(zhǔn)面時(shí)，主要參考已加工面，在此主要用到的是一面兩銷定位，一個(gè)圓柱銷和一個(gè)削邊銷，他們分別穿過已加工過的長(zhǎng)中心孔和大端面的孔，再由中心孔的一面定位，就使零件在夾具體上完全定位了。選用壓緊件時(shí)用了移動(dòng)壓板。 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。 在夾具設(shè)計(jì)中，先確定工件的基準(zhǔn)，然后通過一面兩銷定位，將工件固定夾緊在夾具上。在此計(jì)算了了夾緊力和夾具體的誤差等。 在本次設(shè)計(jì)中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。 致 謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在張志平老師悉心指導(dǎo)下完成的。張老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過程中也遇到了不少的問題，張老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。 在此設(shè)計(jì)及論文撰寫過程中得到了班上同學(xué)陳士超等的無私幫助，在此對(duì)你們表示衷心的感謝，感謝你們的鼎力相助。 在論文工作中，得到了機(jī)械工程學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。 最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！ 參 考 文 獻(xiàn) [1] 李 洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] ．北京出版社，1996．1． [2] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊(cè)[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)．金屬切削手冊(cè)[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [5] 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